Большинство металлов имеют общие свойства, которые отличны от свойств других простых или сложных веществ. Это такие свойства как:
- повышенные температуры плавления,
- значительные электро- и теплопроводность,
- способность отражать свет и
- способность прокатываться в листы
- характерный металлический блеск.
Эти свойства связаны с существованием в металлах металлической связи:
Металлическая связь — это связь между положительно заряженными ионами и атомами металлов и свободно движущимися по кристаллу электронами.
Образование металлической связи
Простое вещество — металл существует в виде кристалла, имеющим металлическую кристаллическую решетку, в узлах которой находятся атомы или ионы металлов.
Валентные атомные орбитали каждого атома металла в кристалле перекрываются сразу с орбиталями нескольких близлежащих соседей, и число этих атомных орбиталей чрезвычайно велико. Поэтому число возникающих молекулярных орбиталей тоже велико.
Мы уже знаем, что число валентных электронов атомов металлов небольшое, к тому же они достаточно слабо связаны с собственными ядрами и могут легко отрываться. Поэтому электроны заполняют всю зону взаимодействующих орбиталей образуя металлическую связь. Т.о. в кристаллической решетке металла перемещение электронов происходит свободно.
Такие особенности, как тепло- и электропроводность металлов связано с существованием свободно движущихся электронов в кристаллической решетке.
Особенности металлической связи
Отличие металлической связи от ковалентной
- Несмотря на то, что металлическая связь как и ковалентная связь образована посредством обобществления электронов, однако в металлической связи электроны принадлежат всему множеству ионов/атомов металлов, а в ковалентной только двум атомам неметаллов.
- Важное отличие металлической связи от ковалентной – это то, что здесь не существует направленности связи, т.к. электроны по кристаллу распределены почти равномерно.
- Прочность металлической связи также отличается: ее энергия в 3-4 раза меньше энергии ковалентной связи.
Отличие металлической связи от ионной
В образовании как ионной связи, так и металлической принимают участие ионы — катионы. Однако ионная связь — это связь между катионами и анионами, а в металлической связи анионы отсутствуют, зато имеются электроны, свободно движущиеся между катионами/атомами металлов.
Прочность металлической связи
- Если рассмотреть щелочные металлы, то наиболее активный среди них – цезий, легче всего будет отдавать свои валентные электроны, а труднее всего – рубидий, наименее активный среди щелочных металлов.
Чем легче атом металла переходит в состояние иона, т.е. отдает электроны, тем менее прочна его решетка, вследствие отталкивания положительно заряженных ионов.
В связи с этим металл будет обладать пониженной температурой плавления и становится более мягким.
- Чем больше валентных электронов имеет атом металла, тем более прочна его кристаллическая решетка, и тем выше его температуры кипения и плавления
Ниже приведена зависимость температуры плавления металлов от их положения в периодической таблице и числа валентных электронов.
